跨江大橋鋼混結(jié)合段施工工藝研究

摘要 鋼混結(jié)合段作為跨江大橋的重要組成部分，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到橋梁的整體性能和使用安全。文章對(duì)鋼混結(jié)合段的施工特點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)分析，明確了施工過(guò)程中的關(guān)鍵控制因素。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實(shí)踐，對(duì)材料選擇、施工工藝流程和重點(diǎn)技術(shù)施工等多個(gè)方面進(jìn)行了重點(diǎn)分析，旨在提高類似工程鋼混結(jié)合段的施工質(zhì)量，降低施工風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞 橋梁工程；鋼混結(jié)合段；施工工藝

中圖分類號(hào) U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2024）13-0040-04

0 引言

跨江大橋作為連接江河兩岸的關(guān)鍵交通樞紐，在現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。鋼混結(jié)合段不僅承載橋梁主體結(jié)構(gòu)的連接作用，還承受復(fù)雜的荷載和變形，因此其施工質(zhì)量至關(guān)重要。該文結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析了跨江大橋鋼混結(jié)合段的施工特點(diǎn)和技術(shù)難點(diǎn)，以期能為跨江大橋鋼混結(jié)合段的施工工藝提供理論支持和實(shí)踐指導(dǎo)，為類似工程的建設(shè)提供有益的參考和借鑒。

1 工程概況

鹽坪壩長(zhǎng)江大橋是主跨480 m的雙塔雙索面混合式疊合梁斜拉橋，采用“江魚(yú)”拱形混凝土橋塔，塔高182.9 m，橋跨布置（45+51+97+480+97+51+45）m，橋梁全長(zhǎng)0.866 km。主梁鋼混結(jié)合部長(zhǎng)10 m，分為主縱肋、次縱肋、橋面板三個(gè)重要組成部分。

其中，主縱肋采用前后承壓板構(gòu)造形式，根據(jù)功能不同，又分為鋼梁標(biāo)準(zhǔn)段、鋼梁加強(qiáng)段、鋼－混凝土格室過(guò)渡段、PC過(guò)渡段以及PC標(biāo)準(zhǔn)段。單根鋼混結(jié)合段主梁重為57.4 t，為方便下船和吊裝，將鋼混結(jié)合段主梁分為兩段，靠河心側(cè)一段長(zhǎng)4.47 m，重量為24 t；靠河岸一段長(zhǎng)4.57 m，重量為33.4 t。

次縱肋采用前承壓板構(gòu)造形式，其中鋼混過(guò)渡段長(zhǎng)1.4 m，通過(guò)設(shè)置在此縱肋腹板上的PBL連接件以及頂?shù)装迳系暮附舆B接件，實(shí)現(xiàn)鋼梁和混凝土梁之間的作用力傳遞。為提高鋼－混凝土結(jié)合段的抗彎性能，在主縱肋及次縱肋上均布置了預(yù)應(yīng)力鋼絞線，張拉端分別位于結(jié)合段的前承壓板處。

2 鋼混結(jié)合段施工

2.1 鋼混結(jié)合段施工工藝流程

鋼混結(jié)合段施工工藝流程見(jiàn)圖1所示。

2.2 支架設(shè)計(jì)

鹽坪壩長(zhǎng)江大橋鋼混結(jié)合段首段鋼主梁由鋼混結(jié)合部、鋼箱梁加強(qiáng)段、標(biāo)準(zhǔn)鋼箱梁組成，總重111.8 t。鋼混結(jié)合段采用墩旁托架的形式設(shè)置，支架底部直接支撐于承臺(tái)上避免基礎(chǔ)沉降對(duì)支架的影響；支架與塔柱進(jìn)行橫向連接，以提高支架的整體穩(wěn)定性。其主要由鋼管立柱、連接管件、附著桿、主縱梁和分配梁組成。

（1）鋼管立柱：采用630×8 mm螺旋鋼管，材質(zhì)為Q235B，鋼管間的連接采用法蘭盤連接或焊接連接，焊接連接處采用夾筋板連接。

（2）水平橫聯(lián)：采用325×7.5 mm螺旋鋼管，材質(zhì)為Q235B，與主管支架采用相貫焊縫連接。

（3）附著桿：采用426×7 mm螺旋鋼管，材質(zhì)為Q235B，與主管支架采用相貫焊縫連接，與塔柱連接采用預(yù)埋的8個(gè)M42爬錐進(jìn)行錨固。

（4）主縱梁：橋墩旁托架采用型鋼支架，托架兩側(cè)主縱向分配梁采用2工56b，中部縱向分配梁采用2工56b；托架橫向分配梁采用工25b；牛腿采用2工56b，并將端部與預(yù)埋鋼板焊接。

2.3 施工重點(diǎn)

2.3.1 鋼結(jié)構(gòu)下船

鹽坪壩長(zhǎng)江大橋鋼混結(jié)合段縱梁分段后的重量分別為33.4 t和24 t，節(jié)段組合總重約172 t，由1 000 t駁船散件運(yùn)輸至橋位碼頭。主梁考慮用兩臺(tái)吊車抬下船，鋼混結(jié)合段最重的節(jié)段為33.4 t，每臺(tái)吊車分?jǐn)?0%的重量，吊裝半徑為20 m，200 t吊車作業(yè)在半徑20 m時(shí)的起吊能力為27.5 t，能夠滿足起吊要求。鋼混結(jié)合段主梁采用兩臺(tái)200 t吊車起吊下船。

下船前，應(yīng)先預(yù)估鋼混結(jié)合段重心位置，然后計(jì)算吊點(diǎn)位置并進(jìn)行試吊。試吊無(wú)誤后用200 t吊車將鋼混結(jié)合段分節(jié)段抬下船，再通過(guò)平板車運(yùn)至橋位起吊位置進(jìn)行起吊。

2.3.2 混凝土段支架及模板施工

主肋段支撐體系為采用縱向放置的、間距為80 cm的I56b工字鋼，其上橫向布置間距為60 cm的I25b工字鋼，底模采用與邊跨相同的10 mm鋼板；頂、底、側(cè)及翼緣模板與邊跨相同，均采用15 mm高強(qiáng)竹膠板；頂板模板采用10 cm×10 cm的杉木方做模板背楞、間距按30 mm×60 cm布置；其下為φ48×3.5 mm的盤扣支架支撐體系，間距60×φ90 cm，加勁小縱肋處設(shè)置加密區(qū)域，間距為60 cm×60 cm。底模安裝平整、接縫順直，模板無(wú)變形翹曲。根據(jù)監(jiān)控提供的預(yù)拱度，調(diào)整底模的頂面高程。

2.3.3 鋼筋施工

鋼筋均集中在南岸鋼筋加工場(chǎng)，經(jīng)加工制作后再運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)使用。鋼筋配料時(shí)應(yīng)確保同一截面內(nèi)的主筋接頭數(shù)量不得超過(guò)全部主筋數(shù)量的50%，鋼筋相鄰接頭的錯(cuò)開(kāi)距離不應(yīng)小于35d鋼筋直徑。鋼筋在加工房完成編號(hào)制作后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，直徑φ20 mm以上的鋼筋采用機(jī)械連接方式，其他鋼筋按規(guī)范要求進(jìn)行焊接或綁扎搭接，綁扎或焊接的鋼筋網(wǎng)和鋼筋骨架不得有變形、松脫。

鋼筋電弧焊接焊縫質(zhì)量要求

（1）普通鋼筋安裝。在鋼筋安裝工序開(kāi)始前，應(yīng)根據(jù)計(jì)算的鋼筋間距進(jìn)行放樣，并使用紅油漆進(jìn)行明確標(biāo)識(shí)，為整個(gè)安裝過(guò)程提供基準(zhǔn)，應(yīng)遵循這些標(biāo)識(shí)位置安裝鋼筋。安裝過(guò)程分為兩個(gè)階段：在施工過(guò)程中，首要任務(wù)是安裝底板、腹板、橫梁的鋼筋以及相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力管道，這一階段應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范進(jìn)行操作，確保每一根鋼筋的位置和預(yù)應(yīng)力管道的布局都準(zhǔn)確無(wú)誤；當(dāng)內(nèi)模和頂模安裝完畢后，繼續(xù)安裝頂板、翼板的鋼筋以及頂板的縱向預(yù)應(yīng)力管道。在整個(gè)安裝過(guò)程中，應(yīng)特別重視底面和側(cè)面保護(hù)層的鋪設(shè)工作，以確保鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道在澆筑混凝土?xí)r能夠得到充分保護(hù)，避免受到外界因素的干擾。同時(shí)，注意處理鋼筋與預(yù)應(yīng)力束之間可能出現(xiàn)的沖突，在混凝土箱梁縱向主筋與鋼梁接觸的部位，應(yīng)采用電焊連接技術(shù)進(jìn)行處理。

（2）PBL連接件鋼筋施工。鑒于次縱梁PBL連接件鋼筋的特殊性，無(wú)法采用常規(guī)通長(zhǎng)穿孔安裝方法。為確保PBL傳剪鍵鋼筋的數(shù)量和位置精確滿足設(shè)計(jì)要求，將PBL傳剪鍵鋼筋根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行截?cái)嗵幚?，并采用直螺紋機(jī)械連接方式進(jìn)行穿孔連接，從而形成了一個(gè)堅(jiān)固整體。這種方法不僅確保了PBL傳剪鍵鋼筋的整體性，還可有效減少機(jī)械連接接頭的數(shù)量，提高了結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

在PBL傳剪板的相應(yīng)位置，進(jìn)行開(kāi)槽處理，以便為PBL傳剪鍵鋼筋的安裝提供便利。待PBL傳剪鍵鋼筋安裝完畢后，對(duì)槽口部位進(jìn)行δ2 cm鋼板的焊接修復(fù)。

（3）預(yù)應(yīng)力安裝。在預(yù)應(yīng)力安裝過(guò)程中，一旦預(yù)應(yīng)力管道安裝就位，隨即進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的穿索工作，以確保管道的線形定位準(zhǔn)確無(wú)誤。為了施工的便捷性，預(yù)應(yīng)力管道及穿索與普通鋼筋的安裝工作應(yīng)交替進(jìn)行。施工中，應(yīng)重視預(yù)應(yīng)力管道的保護(hù)措施，避免管道受損，可采取如增加支撐、使用防護(hù)套等措施。同時(shí)，還應(yīng)密切關(guān)注預(yù)應(yīng)力筋的穿索過(guò)程，確保預(yù)應(yīng)力筋能夠順利穿過(guò)管道，并且定位準(zhǔn)確。

2.3.4 混凝土施工

混凝土配合比見(jiàn)表1所示。

在鋼混凝土結(jié)合段混凝土現(xiàn)澆濕接頭的混凝土中，加入替代膠凝材料用量8%的微膨脹劑。微膨脹劑要求是大廠、回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)，混凝土限制膨脹率要求在2.0×10?4～3.0×10?4范圍內(nèi)?；炷罰150型輸送管及水管，應(yīng)沿著橋軸線下方P820鋼管進(jìn)行布置，穿過(guò)后澆帶進(jìn)行左右幅混凝土澆筑。后澆帶施工時(shí)，應(yīng)預(yù)埋φ200 mm孔，再將輸送管穿過(guò)預(yù)埋孔后進(jìn)行混凝土澆筑[1]。

（1）澆筑施工。鑒于普通部位1.25 m與鋼混結(jié)合面1.75 m結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，以及鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道的密集布置，對(duì)混凝土澆筑質(zhì)量提出了極高要求。因此，在澆筑過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)不同結(jié)構(gòu)部位的特點(diǎn)采取相應(yīng)的措施及澆筑順序。

在普通部位1.25 m混凝土澆筑過(guò)程中，采用輸送泵將混凝土泵送至澆筑點(diǎn)。每個(gè)出料口配備3臺(tái)插入式振動(dòng)器，通過(guò)多點(diǎn)振搗確?；炷恋木鶆蛐院兔軐?shí)性。振搗點(diǎn)的間距應(yīng)控制在30～50 cm之間，振搗時(shí)間則限定在10～30 s范圍內(nèi)。當(dāng)混凝土停止下沉、不再冒出氣泡、表面平坦且泛漿時(shí)，即認(rèn)為該部位振搗密實(shí)。對(duì)于預(yù)應(yīng)力齒塊等鋼筋密集區(qū)域、模板角落以及振動(dòng)器難以觸及的地方，應(yīng)輔以小型振動(dòng)棒或插釬插搗，以確保局部混凝土達(dá)到理想的密實(shí)狀態(tài)。

在鋼混結(jié)合面1.75 m（1.4 m）范圍內(nèi)的混凝土澆筑過(guò)程中，為確保密實(shí)性，應(yīng)在頂面鋼板上增加切割澆筑用孔，以增加振搗孔和排氣通道。對(duì)于底板混凝土，可根據(jù)振搗半徑在底板和斜腹板模板上預(yù)留澆筑用孔，并適當(dāng)調(diào)整水平鋼筋的位置，以便混凝土輸送管道能夠直接插入。這樣做可以避免混凝土在下落過(guò)程中發(fā)生離析，從而提高混凝土的密實(shí)性和排氣效果。此外，在鋼箱梁鋼混結(jié)合面的鋼板處，應(yīng)安裝附著式振動(dòng)器，每條直腹板對(duì)應(yīng)位置安裝4臺(tái)，腹板兩側(cè)上、下各安裝一臺(tái)，以確保混凝土的均勻、密實(shí)。

在混凝土澆筑順序上，應(yīng)遵循從低往高進(jìn)行澆筑的原則。首先澆筑箱梁腹板至倒角以上15 cm，然后澆筑箱梁底板混凝土。為避免在澆筑腹板時(shí)混凝土從底板處返漿，應(yīng)在底板混凝土失去流動(dòng)性后再澆筑腹板剩余部分的混凝土及頂板混凝土。在澆筑過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的分層厚度，確保符合施工規(guī)范要求。在澆筑上層混凝土?xí)r，應(yīng)插入下層混凝土約10 cm，以確保新澆混凝土與現(xiàn)澆混凝土之間的良好結(jié)合。

（2）養(yǎng)護(hù)?；炷翝仓戤叢⒊跄?，在頂板覆蓋土工布灑水養(yǎng)護(hù)，應(yīng)使混凝土處于濕潤(rùn)狀態(tài)，最初3 d，白天每隔一小時(shí)澆一次，保證有足夠的濕度。模板拆除過(guò)后的混凝土內(nèi)箱采用蓄水養(yǎng)護(hù)7 d，頂面繼續(xù)覆蓋土工布保持混凝土濕潤(rùn)，側(cè)面灑水養(yǎng)護(hù)，保持混凝土表面濕潤(rùn)。

2.3.5 預(yù)應(yīng)力施工

主橋混凝土梁部分按預(yù)應(yīng)力A類構(gòu)件設(shè)計(jì)?？v向通常配置腹板束和頂、底板束；橫向在塔梁結(jié)合段、輔助墩中橫梁、交接墩端橫梁、橫隔板和橋面板設(shè)置橫向預(yù)應(yīng)力鋼束；腹板內(nèi)不設(shè)豎向預(yù)應(yīng)力鋼束。鋼束布置有豎彎、平彎形式，所有彎曲均采用圓弧曲線[2]。

鋼束均采用Φs15.2高強(qiáng)度、低松弛鋼絞線，預(yù)應(yīng)力管道均采用塑料波紋管，真空壓漿體系，預(yù)應(yīng)力管道壓漿材料采用M50商品漿液，并選取經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證的質(zhì)量最優(yōu)者。

（1）波紋管安裝及固定。每層鋼筋綁扎完成后，根據(jù)測(cè)量放出的縱橫軸線，以及預(yù)應(yīng)力管道的位置坐標(biāo)，安裝預(yù)應(yīng)力管道的定位鋼筋，定位鋼筋均采取焊接固定，焊接應(yīng)牢固，位置要準(zhǔn)確。

定位鋼筋安裝完成后，人工穿入塑料波紋管。塑料波紋管為定尺長(zhǎng)度，其間通過(guò)套管連接接長(zhǎng)，外纏裹粘膠帶密封；也可以通過(guò)專用的塑料波紋管焊接機(jī)將波紋管對(duì)焊接長(zhǎng)。由于塑料波紋管在低溫條件下彎曲存在一定困難，因此，可采用噴燈火焰協(xié)助熱彎，噴燈加熱時(shí)應(yīng)注意其加熱度，謹(jǐn)防燙傷波紋管。

波紋管穿到位后，進(jìn)行波紋管的定位固定。每根鋼束采用φ12定位筋沿波紋管固定位置，直線段按0.5 m布置。定位大樣示意圖見(jiàn)圖2所示：

（2）下料穿束。下料長(zhǎng)度等于理論長(zhǎng)度加上千斤頂?shù)墓ぷ鏖L(zhǎng)度、工具錨過(guò)渡板的長(zhǎng)度以及預(yù)留長(zhǎng)度。鋼絞線下料場(chǎng)地必須保持平整，以防止因地面不平整而導(dǎo)致的鋼絞線損傷。地面上應(yīng)鋪設(shè)木板或彩條布，以有效減少

鋼絞線與地面的摩擦，防止其被磨傷。采用單根穿束的方法，要求在每根鋼絞線的頭部套上剛性子彈頭帽，這樣做既可以保護(hù)鋼絞線的頭部不受損傷，也可以方便人工逐根將鋼絞線穿入管道。穿鋼束前應(yīng)使用空氣壓縮機(jī)清除管道內(nèi)的雜質(zhì)，確保管道內(nèi)部清潔，無(wú)障礙物。

（3）張拉壓漿。預(yù)應(yīng)力鋼束的張拉應(yīng)在混凝土強(qiáng)度達(dá)到90%且齡期超過(guò)7 d后進(jìn)行。施加預(yù)應(yīng)力時(shí)，必須采用張拉力和鋼束引伸量雙控的方法。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，預(yù)應(yīng)力的張拉順序應(yīng)分批進(jìn)行，這樣可以避免一次性張拉過(guò)多導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力不均或局部應(yīng)力過(guò)大。

預(yù)應(yīng)力束的張拉程序包括：從0開(kāi)始，逐步增加到初應(yīng)力（10%σcon），然后增加到設(shè)計(jì)的張拉應(yīng)力σcon，并保持5 min的持荷時(shí)間，最后進(jìn)行錨固。該過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)定的程序進(jìn)行，以確保預(yù)應(yīng)力鋼束能夠準(zhǔn)確地達(dá)到設(shè)計(jì)要求的應(yīng)力狀態(tài)。

在張拉完成后，必須禁止對(duì)錨頭和鋼束進(jìn)行撞擊。鋼絞線多余的長(zhǎng)度應(yīng)使用切割機(jī)進(jìn)行切割，切割方式和切割后留下的長(zhǎng)度均應(yīng)符合施工規(guī)范的要求。最后，采用真空輔助壓漿工藝完成壓漿工作。

3 結(jié)論

在鋼混結(jié)合段的材料選擇與匹配方面，采用高強(qiáng)度鋼材與高性能混凝土的組合能夠顯著提高結(jié)構(gòu)的整體性能。這種組合不僅增強(qiáng)了橋梁的承載能力，還有助于降低長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的維護(hù)成本。對(duì)于施工工藝、施工流程等關(guān)鍵技術(shù)，該文在支架、鋼筋、預(yù)應(yīng)力等重點(diǎn)技術(shù)方面進(jìn)行了分析，合理的施工步驟及施工參數(shù)可以保證工程的效率與質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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[2]何知明， 李英銘， 張瑩， 等. 高鐵混合梁斜拉橋鋼-混結(jié)合段構(gòu)造優(yōu)化研究[J/OL]. https： //doi. org/10. 13238/j. issn. 1004-2954. 202307090001. 2024-01-31 [2024-03-28].

收稿日期：2024-03-29

作者簡(jiǎn)介：徐建（1992—），男，碩士，助理工程師，從事公路工程施工工作。